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豪華汽車制造商致力于為用戶提供聲音體驗(yàn)。現(xiàn)在，汽車產(chǎn)業(yè)向電動化轉(zhuǎn)變，由此改變了聲學(xué)環(huán)境。沒有內(nèi)燃機(jī)，意味著其他聲音更加突出(通常是空氣聲源，甚至玻璃板也能發(fā)出噪音)。聲學(xué)設(shè)計(jì)師致力于預(yù)測所有潛在噪音源，包括其類型、位置，以及傳播途徑。
為了在開發(fā)過程中盡早量化噪音源及途徑，以減少所產(chǎn)生的影響，避免后期耗費(fèi)成本更改設(shè)計(jì)，賓利公司(Bentley)的聲學(xué)工程師一直通過計(jì)算方法，預(yù)測新設(shè)計(jì)中的整車空氣聲學(xué)內(nèi)部噪音。據(jù)外媒報(bào)道，在與ESI集團(tuán)進(jìn)行的一項(xiàng)聯(lián)合研究中，賓利希望開發(fā)一種具有成本效益的方法，在早期開發(fā)過程中預(yù)測整個車輛的空氣聲學(xué)內(nèi)部噪音，從而減少對昂貴的物理原型車的依賴。
典型的車體結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生多達(dá)10萬種模式(高達(dá)8000Hz)，以及25萬種內(nèi)部腔體模式，需要數(shù)百萬個自由度才能映射這些高頻段的小波長。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過確定性方法，無法處理如此大量的數(shù)據(jù)，以達(dá)到更高頻率的可聽范圍，因此轉(zhuǎn)而采用統(tǒng)計(jì)方法。由于高頻幅度變化對感知汽車空氣聲學(xué)有影響，研究人員得出結(jié)論，應(yīng)結(jié)合使用CFD和統(tǒng)計(jì)能量分析(SEA)方法。
SEA是一種成熟的方法，可用于預(yù)測室內(nèi)噪音和振動，以及開發(fā)聲音和阻尼包。通過使用聲學(xué)模擬軟件VA One的SEA模塊(行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件AutoSEA2的改進(jìn)版)，可以充分了解車輛周圍和內(nèi)部能量流，從而進(jìn)行各種分析。外部聲場由近場和中場空腔組成，通過離散化以考慮衍射效應(yīng)。中場的空腔連接到半無限流體，以代表無界的外部聲學(xué)空間。經(jīng)過兩次CFD模擬，該團(tuán)隊(duì)將面板激勵(panel excitations)導(dǎo)出到聲學(xué)模擬軟件VA One中。根據(jù)波數(shù)頻率，將每個面板的光譜計(jì)算應(yīng)用于整車SEA模型。
研究人員將模擬過程的結(jié)果，與在斯圖加特大學(xué)內(nèi)燃機(jī)與車輛研究所(FKFS)全尺寸氣動風(fēng)洞中獲得的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在該測量過程中，所使用的豪華賓利跑車與模擬活動的模型相當(dāng)；風(fēng)洞移動帶系統(tǒng)和車輛的車輪均處于靜止?fàn)顟B(tài)，反映了CFD模擬結(jié)果；測試車輛的密封件和“關(guān)閉線路”被貼上膠帶，以消除由車輛密封系統(tǒng)的縫隙造成的潛在空氣聲學(xué)泄漏。
測試團(tuán)隊(duì)表示，通過CFD和SEA方法預(yù)測的總內(nèi)部噪音，與風(fēng)洞測量結(jié)果非常吻合，為未來簡化測試和開發(fā)階段提供了選項(xiàng)。
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